涟钢1高炉布料操作与监测系统的设计及应用

摘要

高炉生产是在高温、高压、密闭条件下进行的冶炼过程，它涉及到复杂的物理、化学反应。操作人员很难及时了解到高炉内炉况的变化情况并及时调整布料制度和及时采取有效的调节手段，比如通过扇形布料可以在料面出现小范围不均趋于恶化之前进行调整。长期以来，操作人员主要凭借平时积累的生产经验对炉内料面分布进行调整，如何全面而准确地了解炉内料面分布信息一直是高炉生产工作者面临的一大难题。因此，有必要开发高炉布料操作与监测系统，为操作工合理有效地调整炉内料面分布提供较为准确而又完善的参考信息。 本文针对涟钢450m<'3>1<'＃>高炉炉顶控制系统的现有条件，综合考虑了高炉炼铁生产工艺、现场操作人员的操作规范以及操作人员对系统提出的功能要求，借助计算机技术及OPC通信技术，构建了高炉操作与监测系统，并编写了监测系统应用软件和布料控制软件。在系统软件开发过程中，大量采用了面向对象的设计思想，使得所开发的软件对象具有模块复用的特点，大大提高了软件开发的效率与可靠性；在系统的料面显示模块设计中，通过应用内存拷贝双缓冲技术，有效解决了料面图像显示时出现的“闪屏”现象；在布料控制方面，通过设计开发多环布料和扇形布料实现了布料控制的灵活、可靠操作；在系统的实时数据获取方面，通过采用OPC通信技术保证了系统数据流的传输频率及其可靠性。通过这些技术的应用，系统最终实现了料流开度曲线模拟、料流轨迹曲线跟踪、料面形状剖面显示、径向矿焦比在线监测以及过程参数动态显示等功能，为高炉操作工对炉内料面进行分析与调整提供了较为详尽的参考信息。 布料操作与监测系统在涟钢450m<'3> 1<'＃>高炉投入运行以后，有效地指导操作工通过监测系统的输出结果找到了装料条件和炉料分布及煤气流分布之间的规律，并能够定量地解释各种布料手段对炉料分布及煤气流分布产生的影响，大大丰富了操作者判断煤气流分布的手段，进一步改进了装料制度和料面调节手段，提高了料面透气性及煤气利用率，降低了焦比，提高了铁水产量，为高炉能够优质、低耗、高产、稳定地生产提供一强有力的手段。

目录

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英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究现状

1.3主要研究内容及论文构成

第二章系统总体结构

2.1高炉生产工艺

2.2监视与操作系统设计要求分析

2.2.1在线过程参数的检测与控制

2.2.2高炉内部主要信息的实时模拟显示

2.2.3开发灵活准确的多环布料及扇形布料控制

2.3硬件配置

2.4系统软件组成

2.5系统总体结构

2.6工作原理

2.7系统设计主要内容

2.7.1布料影响因素及布料规律

2.7.2数据采集及处理

2.7.3模型计算及模拟显示

2.7.4布料控制

2.7.5布料操作

2.8小结

第三章布料操作与监视系统设计

3.1数据采集

3.2布料模型设计

3.3布料控制设计

3.3.1多环布料

3.3.2扇形布料

3.4数据通信设计

3.5数据库设计

3.6人机界面设计

3.7总结

第四章系统实现与工业应用

4.1布料模型的实现

4.2布料控制的实现

4.3 OPC通信技术

4.2.1 OPC通信

4.2.2数据流过程

4.2.3 OPC技术应用

4.3数据库访问技术

4.3.1数据库访问机制

4.3.2数据库访问实现

4.3.3数据库备份策略

4.4系统运行效果

4.5小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间主要研究成果